Введение к работе
Актуальность проблемы. В современных машинах-автоматах общего машиностроения, текстильной, полиграфической, деревообрабатывающей и других отраслях народного хозяйства широкое применение нашли кулачковые механизмы, что объясняется рядом их положительных свойств по сравнению с другими устройствами.
Вместе с тем в качестве сдерживающих факторов, ограничивающих область применения кулачковых механизмов, чаще всего называют высокие удельные давления в высшей кинематической nape, соответственно малую нагрузочную способность, невысокий кпд и повышенный износ трущихся поверхностей, низкую долговечность механизма.
Известно также, что синтез кулачковых механизмов по указанным критериям представляет сложную задачу, связанную с необходимостью выполнения уточненных многовариантных расчетов, требующую изучение свойств механизма.
В соответствии с этим, актуальным является совершенствование методик проектирования кулачковых механизмов с целью получения лучших технических показателей.
Решение таких качественно новых задач возможно за счет широкого внедрения в практику проектирования кулачковых механизмов средств вычислительной техники, позволяющей выполнять многовариалтные многокритериальные расчеты, ставить задачи оптимального проектирования, создавать механизмы, отличающиеся повышенной точностью действия, надежностью и экономичностью.
Цель и задачи работы. Цель работы заключается в создании универсального метода динамического синтеза на ЭВМ плоских кулачковых механизмов с "гибкими", изменяющими форму законами преобразования движения, позволяющего легко варьировать исходными параметрами при визуальном наблюдении за полученными результатами. Метод опирается как на формализованное решение поставленной задачи, так и на творческий элемент, предусматривающий активное вмешательство конструктора в процесс поиска оптимального соотношения параметров проектируемого кулачкового механизма.
Для достижения поставленной цели необходимо решение следующих задач:
11 разработка универсального алгоритма автоматизированного синтеза типовых кулачковых механизмов с применением ЭВМ;
-
разработка методики синтеза «гибких» законов движения толкателя с варьируемыми (визуально и формализовано) параметрами;
-
разработка программных модулей промежуточных и комплексных критериев качества работы кулачкового механизма;
4J уточнение известных описаний свойств кулачковых механизмов по этим критериям, в частности, обобщенным энергетическим и прочностным характеристикам.
Научная новизна работы заключается в создании для синтеза кулачковых механизмов:
приемов неформального авгомагазированного ввода законов движения тошсателя кулачкового механизма в ЭВМ в фафическом виде посредством сканера с последующим преобразованием введенных данных в числовой массив для дальнейших вычислений;
алгоритмов - функциональных модулей расчета основных параметров кулачковых механизмов по типовым критериям их качества на основе совершенствования методов поиска экстремальных значений этих параметров по заданным экстремальным значениям технических показателей механизмов;
-алгоритмов отыскания минимальных размеров звеньев кулачковых механизмов по комплексным критериям, а именно; заданным допускаемым величинам контактных напряжений и износу элементов высших кинетических пар;
описания свойств типовых кулачковых механизмов по энергетическим критериям и показателям долговечности;
в уточнении влияния формы закона преобразования движения кулачкового механизма via перечисленные показатели работоспособности.
Практическая ценность работы определяется:
- составленной библиогекой программ, позволяющих конструктору, не
занимаясь их разработкой, вести анализ кулачковых механизмов, управляя
формой законов преобразования движения механизма, не прибегая к сложным
аналитическим преобразованиям, ориентируясь на заданные габаритные,
кинематические, энергетические и комплексные показатели;
-уточненными рекомендациями но выбору законов преобразования движения.
Реализация в промышленности. Разработанная мегодика изучена и рекомендована к внедрению на моторостроительном предприятии им. П. Н. Баранова (г. Омск) для исследования плоских кулачковых механизмов на предмет улучшения энергетических характеристик и параметров долговечности. Кроме того, элементы методики внедрены в ПО ЗТМ (г. Омск) для улучшения прочностных характеристик механизмов копировально -фрезерных станков моделей 6Б444, 6В444Г. В частности, использование методики для выбора оптимальных параметров устройства позволило повысить долговечность элементов высшей кинематической пары и тем самым улучшить эксплуатационные характеристики кулачковых копиров в целом.
Апробация работы. Основные положения и результаты
диссертационной работы докладывались и обсуждались на Семинаре по ТММ
(Новосибирск, 1991); Международной конференции "Персональные
компьютеры в проектировании и исследовании механизмов и агрсгатов"(С-Пстербург, 1995); II Международной научно- технической конференции "Динамика систем, механизмов и мапшн"(Омск, 1997); III Международной научно- технической конференции "Динамика систем, механизмов и машин"(Омск, 1999); на научных конференциях профессорско-преподавательского состава ОТИИ 1900-1999 и ОмГТУ 1999,2000.
Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано пятнадцать научных работ.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав,
заключения, списка литературы, включающего 129 наименований, и
приложения. Основной текст изложен на 159 машинописных страницах, поясняется 48 рисунками.
